建筑结构设计优化方法及应用探讨

建筑结构设计优化方法及应用探讨

刘欣欣

新疆化工设计研究院有限责任公司，新疆乌鲁木齐市，830000

摘要：近年来，经济快速发展，建筑行业发展迅速，良好的建筑结构设计可以有效减少建筑施工过程中的成本，也能有效保障建筑工程的整体质量。随着经济的发展，建筑早已经能满足人们的基本居住需求，现阶段，人们更加注重房屋的安全性、经济性和实用性。如何加强建筑结构设计的科学性，满足人们对建筑不断增长的需求，是当前建筑设计人员需要重点考虑的问题。本文对建筑结构设计优化方法及应用进行探讨，以期促进建筑行业的发展。

关键词：建筑结构；设计；优化方法；应用

引言

随着我国经济的发展，越来越多的农村人口涌入城市，这直接造成城市中的基础设施、城市规模、人口规模等即将突破历史极限。为了缓解人口和土地之间的矛盾，建筑行业开始大力发展高层建筑。建筑方式从简单的砖瓦结构转变为钢筋混凝土结构，建筑的结构设计也越来越复杂。此外，人们对居住舒适度、采光条件、使用性能的要求也越来越高。这就要求相关设计人员在开展建筑结构设计工作时，必须注重整体和细节之间的关系，从而将建筑的风险系数降低到最低。因此，本文总结了建筑结构设计的优化以及应用，以期为提高建筑建造水平提供帮助。

1建筑结构设计优化的意义

①提升建筑的耐久性，一般来说，建筑都是有一定的寿命的，但是受外界因素以及人们的日常生活习惯的影响，建筑的寿命也会因此缩短。在我们的日常使用中，建筑的结构会在一定程度上被损坏，导致建筑的外表和最初的样子不一样，会产生很多的问题，例如裂缝和损坏，钢混结构的碳化和腐蚀，结构的整体沉降，这些问题影响着人们的日常生活，甚至威胁着人民的生命。②提升建筑稳定性，这种技术主要体现在房屋结构的防震性能上，国内对于房屋的质量有着极高的要求，而房屋最基础的性能就是防震，特别是在我国一些地形复杂的地方，一些特殊的地形地貌，尤其是在地震活动区域，对于房屋的防震性能有着很高的要求。因此，我们要对建筑的关键结构进行技术改造，使其抗震性能持续提升，从而使人民群众的财产和生命得到更多的保障。

2建筑结构设计优化方法及应用探讨

2.1确定合理的设计方案

想要保证建筑结构设计的合理性和科学性,设计人员应充分了解当地的自然地理条件和人文状况,设计多种不同的建筑结构方案,综合考虑多方面的因素,最终选出一个最合适的设计方案。在方案设计过程中,设计人员需要多次走访施工现场,勘测施工现场周围的情况,以此来获取大量的数据资料。另外,设计人员还要利用计算机技术对这些数据资料进行分析与演算,最终形成可供工作人员参考的准确数据,从而提高建筑结构设计的科学性和合理性,保障建筑结构的安全性、经济性与实用性。

2.2做好受力性能分析

在超高层建筑结构设计时，最关键的就是建筑的受力性能。在设计时，设计人员一定要将建筑的受力性能考虑在内，结合建筑的内部结构以及实际高度，明确受力点，在选择材料时，也要选择承重性能较强的材料。如果超高层建筑的受力性能达不到规定的标准，会影响超高层建筑的使用安全，在后续维护时，也会增加维护成本。因此，在设计过程中，设计人员要对超高层建筑的受力性能进行深入分析，明确超高层建筑结构的作用力，并对当下的设计方案进行调整和优化，通过优化设计方案来提高超高层建筑的受力性能。在设计时，设计人员还要注意超高层建筑受力不均的问题，通过对承重墙、梁以及柱进行计算统计，来解决超高层建设设计受力不均的问题。设计人员要对平面设计图进行详细分析，确保超高层建筑整体结构的荷载分布均匀，确保建筑的使用安全。在设计期间，设计人员可以应用BIM技术，采用空间分析法，将平面计算简图和BIM技术结合起来，将图纸以三维的形式呈现出来，这样可以从根本上解决建筑在受力性能方面的问题。

2.3结构平面布置优化方案

在整个结构布置方面，要遵循简单的基本原则，同时要体现出规则化特点。剪力墙尽可能布置在建筑四周或者门窗洞口上下对齐的位置处，要沿着两个主轴方向进行双向布置，同时两个方向相互之间的侧向刚度要尽可能相近，且两者之间的刚度之差不要超过20%，尽可能减少短肢剪力墙在其中的布设数量，要与建筑之间建立良好的沟通和交流关系，避免对建筑外立面或者造型产生任何影响。对一般剪力墙进行合理布设，在针对梁或者柱进行布置时，尽可能避免大跨度等情况，尽量少使用型钢梁柱。对设备管井隔墙下的结构小梁进行合理利用。对板顶附加钢筋进行适当更改，这样能够从根本上实现对混凝土以及钢筋整体使用量的有效控制。对于楼板的厚度以及大跨度双向板，通常是直接将跨度的1/40作为衡量依据，同时尽可能满足裂缝以及挠度方面提出的要求。针对地下车库进行布置时，与方案方或者甲方进行沟通之后，结合基础形式，在浅基础的情况下，采用小柱网会经济些。而在梁板结构形式设计以及优化方面，可以根据实际情况不同，对现有结构方案进行对比选择，对覆土厚度、消防车荷载以及人防荷载等相关因素条件展开综合分析。针对各个不同区域，对不同梁板形式进行合理利用，这样不仅能够从根本上实现对结构布置的完善和优化，而且能够从源头处实现对成本的节约。

2.4优化结构梁、框架设计

建筑结构中的梁和框架是保障房屋稳定性的重要结构，因此，设计人员必须综合考虑结构梁和框架的受力情况，确保结构梁上方的力量集中，再通过相应的加固设计来进一步提高结构梁和框架的承载力。首先，设计人员必须确保结构梁设计方案科学、合理。考虑到结构梁的承重能力和房屋的整体造型有关，因此在设计过程中，设计人员应充分了解房屋的造型，从而保证结构梁设计的准确性、可靠性。其次，为确保结构梁的高度和挠度科学、合理，设计人员应结合建筑的使用寿命来确定结构梁的高度和挠度，从而保证结构梁的安全性与稳定性。同时，设计人员还应考虑外部环境对建筑的影响，并增强结构梁抵抗外部环境变化的能力，确保其能够适应一定程度的环境变化。最后，在对框架进行设计时，设计人员必须合理规划纵向框架和横向框架的平衡关系，同时严格按照标准进行计算，以确保每个框架都能够发挥出应有的作用。对此，设计人员应严格规范自身的行为，并严格把握每一个细节，从而保障建筑的安全性和稳定性。在设计过程中，设计人员应立足全局，将横梁和纵梁作为一个有机整体来进行设计，并在保证空间布局合理的同时，进一步提高建筑的实用性和美观度。

2.5抗震墙设计

建筑结构加固设计中过程中需要对抗震墙进行合理设计，从而进一步提高建筑结构整体的稳定性。实际设计中需要借助圈梁的方式完成相应的加工作业，并且在落实环节中一般是借助钢拉杆技术展开施工作业，同时需要呈现出密集的状态，实现对宽度的合理控制和调整。在设计环节需要加强固定并保证螺丝帽运用的合理性，从而增强建筑结构的稳定性与安全性。

结语

总之，建筑结构设计是建筑工程中重要的工作内容之一,关系着建筑的整体质量。良好的建筑结构设计,能够给建筑企业带来良好的经济效益,有利于保障人民的生命财产安全,随着现代建筑对质量要求的提高，结构更趋向于复杂化，功能更加多样化，为了保证质量安全和功能实现，必须在结构设计阶段应用优化技术，完善结构设计方案，对于设计人员而言，还必须不断地提升自身的设计技能，熟练掌握相关软件的应用，从而提升结构设计优化的质量。

参考文献

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